А.С. Голик -
д.т.н., проф.; В.А. Зубарева - к.т.н., доц.; А.С.
Апальков, -горный инженер,
БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШАХТЕРОВ
И ГОРНОСПАСАТЕЛЕЙ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
Разработаны
пункт переключения в самоспасатели и пункт переключения в респираторы,
обеспечивающие защиту шахтеров и горноспасателей от вредных и опасных факторов
в аварийных условиях шахт, возможность переключения в резервные самоспасатели и
респираторы на маршрутах большой протяженности.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: пункт переключения,
самоспасатель, респиратор, время защитного действия, выполнение требований
правил безопасности.
Developed the
switching point to the rescuers and the switching point in respirators,
providing for the protection of miners and rescuers from harmful and dangerous factors
in emergency conditions in the mines, the possibility of switching to a backup-rescuers
and respirators on long-haul flights.
KEY WORDS: the
switching point, самоспасатель,
respirator, protective action time, compliance with safety rules.
В настоящее время на угольные шахты России поступает
современная высокопроизводительная отечественная и зарубежная горная техника
мирового уровня, которая изменила схемы нарезки выемочных полей. Вновь
строящиеся и существующие шахты работают с уклонными выработками большой протяженности.
Длина уклонов, бремсбергов, штреков, как правило, превышает 1000 м. Лавы начали
эксплуатировать длиной свыше 300 м, а выемочные поля по простиранию достигают
4000-5000 м. Суммарная длина маршрутов выхода подземных трудящихся из отдаленных
мест работы, при аварии, на свежую струю воздуха, достигает нескольких километров.
Время выхода людей из отдаленных аварийных участков на
свежую струю сравнимо с временем защитного действия изолирующих самоспасателей
и часто значительно превышает его.
Правилами безопасности в угольных шахтах
(зарегистрировано в Минюсте России 31.12.2013 № 30981) п. 28 указывают: «Для
спасения людей в горных выработках шахты оборудуются пункты переключения в
самоспасателе (далее – ППС) и пункты коллективного спасения персонала (далее
ПКСП).
Физические нагрузки на преодоление длинных и наклонных
(вверх) маршрутов шахтерами, включенными в изолирующие самоспасатели, несоизмеримо
возросли и их необходимо квалифицировать как «тяжелые» и «очень тяжелые»
дыхательные режимы. Во время движения возникает большая нагрузка на легкие,
возникает «ощущение» нехватки воздуха и огромное желание выключиться из
самоспасателя. Высокое сопротивление вдоху-выдоху и повышенная температура
вдыхаемого воздуха свыше +400С
только способствует этому.
Длительное движение, включенному в самоспасатель
шахтеру, требует и больших психо-эмоциональных затрат: возникает чувство паники
и страха (движение при нулевой видимости в задымленной атмосфере), боязнь «сорвать»
дыхание, опасение в том, что не хватает
сил выйти на свежую струю воздуха и защитного времени действия самоспасателя. Имели
место случаи, когда времени защитного действия самоспасателя – 60 мин
действительно не хватало и люди, во время аварии, при выходе погибали в уклоне.
Применяемые современные системы разработки и
высокопроизводительные горнопроходческие и горнодобычные машины и механизмы не
позволяют ограничивать длину аварийных маршрутов. Поэтому возникает
настоятельная необходимость организовать в шахтах на длинных маршрутах новую многоступенчатую систему самоспасения
шахтеров, которая предусматривает применение в аварийных ситуациях
самоспасателей краткосрочного действия, легких, постоянно находящихся у
шахтеров вместе с осветительным прибором. Включившись в этот самоспасатель
шахтеры выходят к пунктам переключения
в резервные самоспасатели длительного действия (ППС).
Спасательные камеры в шахтах известны давно. Они
применялись в 1885 году в каменноугольных шахтах Моравии [1]. В 20 году
прошлого солетия на многих каменноугольных шахтах Силезии, Остраво-Карвинского
бассейна, а также в Донбасе СССР [2].
«Правилами безопасности в угольных шахтах» определено требование, чтобы время выхода
людей на свежую струю не превышало времени защитного действия самоспасателей.
При невозможности выполнения этого требования должны устраиваться средства
коллективной защиты.
В подавляющем большинстве случаев и с наиболее
тяжелыми последствиями аварии происходят в очистных и подготовительных забоях.
Основные поражающие факторы: ударная (воздушная), взрывная волна, механическое
и термическое воздействия, токсические газы, вытеснение кислорода.
Люди в сформировавшейся крайне опасной обстановке
согласно плану ликвидации аварии (ПЛА) передвигаются к выработкам со свежей
струей воздуха. В большинстве случаев выход людей происходит при задымлении выработок
с включением в самоспасатели, которые обеспечивают защиту органов дыхания. Нами
разработан пункт переключения в резервные самоспасатели (ППРС) для шахт,
имеющих выработки, выход из которых не обеспечивается временем защитного
действия изолирующего самоспасателя. Пункт переключения в резервные
самоспасатели разработан в соответствии с требованиями Правил безопасности и
предназначен для исключения воздействия
вредных факторов рудничной атмосферы (повышенной концентрации вредных
газов, пониженной концентрации кислорода в воздухе) при переключении работников
шахт в резервные самоспасатели в аварийных ситуациях.
Пункт переключения в резервные самоспасатели
представляет собой металлическую конструкцию, состоящую из модулей трех типов:
входного, выходного и промежуточного. Количество промежуточных модулей
определяется исходя из численности самой многочисленной смены, работающей на
потенциально опасном участке.
Модули соединяются между собой герметично, концевые
модули имеют герметично закрывающиеся двери. Герметичное соединение секций
между собой создается за счет уплотнения в виде резинового шнура. Концевые
модули ППРС служат как для переключения в резервный самоспасатель, так и для входа
(входной модуль) и выхода (выходной модуль). Концевые модули оборудуются
герметическими дверями, открывание которых происходит вручную.
На каждом модуле имеются ячейки для резервных
самоспасателей, емкость для использованных самоспасателей, источник свежего
воздуха. Кроме того, в модулях на уровне головы переключающегося в резервные
самоспасатели установлены камеры обдува, открытые с фронтальной стороны, каждая
из которых соединена с источником свежего воздуха через кран, открывающийся
ножным приводом (педалью).
В качестве источника свежего воздуха применяется
баллон для сжатого воздуха вместимостью 40 л по ГОСТ 949-73, наполненный
воздухом, состав которого соответствует гигиеническим требованиям ГОСТ
12.1.005-88 ССБТ «Воздух рабочей зоны. Основные требования».
Все оборудование расположено на одной стороне в целях
освобождения прохода. На противоположной стороне прикреплены раскладные
скамейки, используемые в исключительных случаях для отдыха во время
переключения.
Подача воздуха в камеру для создания воздушного душа
осуществляется путем нажатия на педаль ножного привода. Возврат педали в
исходное положение и закрытие крана подачи воздуха осуществляется автоматически
возвратной пружиной, установленной на тяге привода. Контроль наличия сжатого воздуха
осуществляется по показаниям манометров, установленных на баллоне.
Рабочий, занятый на подземных работах, заходит в пункт
переключения, становится напротив камеры обдува, помещает голову в область
подачи свежего воздуха, нажимает ногой на педаль. После нажатия педали голова
переключающегося в резервные самоспасатели оказывается в зоне действия
воздушного душа, под защитой которого горнорабочий снимает использованный
самоспасатель, включается в резервный и идет к выходу. После снятия ноги с
педали подача воздуха в камеру обдува прекращается, следующий человек занимает
освободившееся место.
Общее количество работников, одновре6менно находящихся
в ППРС, не должно превышать количество камер обдува.
Техническая
характеристика ППРС
Количество самоспасателей в одном модуле 12
Количество баллонов сжатого воздуха в одном модуле 1
Количество воздуха в одном баллоне, м3 (л) 6,3
(6300)
Расчетное количество воздуха на одного человека, л 300
Время переключения в резервный самоспасатель, с 40
Расчетное количество переключений в одном модуле 10
Время заполнения камеры обдува дыхательной смесью, с 8
Избыточное давление в камере обдува, МПа, не менее 0,0001
Количество человек, одновременно переключающихся 1
Габаритные размеры модуля, мм 200х1200х1400
Масса(без баллонов для сжатого воздуха), кг 320
После выхода из ППРС
переключенный в резервный самоспасатель горнорабочий должен двигаться по маршруту выхода из
аварийного участка (согласно Плану ликвидации аварий) в спокойном состоянии, в
свойственном каждому ритме и скорости движения, не затрудняя дыхания быстрой
ходьбой.
Пункт переключения в резервные самоспасатели не имеет
аналогов в мировой практике и защищен в Федеральном институте патентной
собственности (ФИПС) пятью патентами на полезную модель. Изделие
сертифицировано, на него получен сертификат соответствия № РОСС R.U.AE55H00419. Федеральная
служба по экологическому, технологическому и атомному надзору выдала разрешение
№ РСС 00-051754 на применение ППРС в угольных шахтах, в том числе опасных по
газу и пыли. ППРС применяется на длинных выемочных полях шахт Кузбасса и
Воркуты. Основным достоинством ППРС является многократность применения,
мобильность. Он легко транспортируется по монорельсовому пути, как отдельными
модулями, так и в собранном в блок виде.
В настоящее время нами разработана «Бокс-база для
горноспасателей» (Пункт переключения в резервные респираторы), устанавливаемая
в горных выработках, время прихода и выхода из которых при разведке превышает
время защитного действия респираторов четырехчасового действия. Изделие предназначено
для защиты органов дыхания горноспасателей, находящихся в загазированной
атмосфере, и создания комфортных условий во время отдыха отделения
военизированной горноспасательной части и его переключения в резервные
респираторы, а также для оказания первой медицинской помощи пострадавшим в
шахте. Конструкция «Бокс-базы для горноспасателей» защищена патентом на
полезную модель. На пункт переключения в резервные респираторы (Бокс-база для горноспасателей) получен
сертификат соответствия №РОСС R.U.AE55H00211 и Разрешение Федеральной службы по
экологическому, технологическому и атомному надзору № РРС 00-051753 на
применение в угольных шахтах, в том числе опасных по газу и пыли. Бокс-базы
применяются на шахтах Кузбасса.
Техническая характеристика ББГС
Количество мест под респираторы в одном модуле, шт. 1
Количество мест под самоспасатели в одном модуле, шт. 1
Количество баллонов сжатого воздуха в одном модуле,
шт. 1
Объем запаса воздуха в одном баллоне, м3 6,3
Давление сжатого воздуха в баллоне, МПа 15
Избыточное давление в модуле, МПа, не менее 0,0001
Количество человек переключающихся в модуле 1
Габаритные размеры модуля, мм
2212х1000х1412
Масса промежуточного модуля (без баллонов для сжатого
воздуха), кг
265
В настоящее время угольная промышленность России
практически вышла на докризисный уровень. В 2013 году добыто 352,1 млн.т. угля, а в докризисном – 329 млн.т. Все
большее внимание уделяется вопросам безопасности в угольной промышленности.
Шахты оснащаются высокопроизводительной добычей и проходческой техникой,
современными средствами транспортирования угля из шахты. В этих развивающихся
условиях естественны и неизбежны проходка и эксплуатация выработок большой
протяженности, время выхода из которых не обеспечивается изолирующими
самоспасателями. Поэтому разработанные нами средства коллективной защиты «Пункт
переключения в резервные самоспасатели» и «Пункт переключения в резервные
респираторы» - (Бокс-база для горноспасателей) обеспечивают выполнение Правил безопасности в угольных шахтах и
существенно повысят безопасность жизнедеятельности шахтеров и горноспасателей в
угольных шахтах при чрезвычайных ситуациях.
Список использованной литературы
1. Ryba G. Handbuch
des Yrubenrettungs wessens. Band I Lcipzig Arthur Felix. 1929.
2. Левенец Н.Б. Горноспасательное дело. Кн. 4, ч. 2.
Подземные камеры-убежища. – М.-Л. – Новосибирск, ОНТИ 1933 – 84 с.
А.С.
Голик, д.т.н., проф.,
академик АГН, МАНЭБ (генеральный директор ЗАО «Международная академия наук
экологии и безопасности жизнедеятельности»,); тел. (3842) 64-20-81, kemmaneb@rambler.ru. 650002, г. Кемерово, ул. Институтская, 7
(оф.206).
В.А.
Зубарева, к.т.н., доцент,
академик МАНЭБ, (заместитель генерального директора по научной работе ЗАО
«Международная академия наук экологии и безопасности жизнедеятельности»); тел.
(3842) 64-20-81, kemmaneb@rambler.ru. 650002, г.
Кемерово, ул. Институтская, 7 (оф.206).
А.С.
Апальков, горный инженер,
академик МАНЭБ (командир Новокузнецкого отдельного военизированного
горноспасательного отряда УВГСЧ МЧС России), тел. (3843) 91-00-55, apalek@rambler.ru. 654028, г.
Новокузнецк, ул. Горноспасательная,5.